Проектирование системы управления канализационной насосной станции (КНС)

В таком режиме жидкость в емкости поднимается до 4-го уровня и выдается сигнал авария - переполнение. Такой режим возможен в результате увеличения объема стоков или аварийного отключения насосов.Электрическая схема КНС состоит из электроаппаратов общего назначения и специализированных устройств, применяемых в цепях автоматического контроля и защиты. В схеме применяются магнитные пускатели и автоматы, контакторы и электродвигатели насосов, устройства сигнализации, кнопки управления, устройства защиты от перенапряжений, прочая аппаратура.Рисунок 8 – алгоритм работы КНСК специализированным устройствам, помогающим реализовать систему автоматического управления насосной станции относятся следующие приборы:- реле давления и контроля уровня жидкости (поплавковое реле);- манометры и датчики;- реле, контролирующие заполнение насосов.Схема управления насосным агрегатом может предусматривать два режима работы:- автоматический режим;- режим ручного управления (см. рисунок 9).Для защиты электродвигателей от перегрузки и токов КЗ используется автоматические выключатели QF1 и QF2 с комбинированнымрасцепителем. Защита электродвигателя от исчезновения напряжения (нулевая защита) осуществляется катушкой магнитного пускателя.Рисунок 9 – принципиальная схема управления насосамиЭлектрическая схема КНС включает в себя 2 насоса. Один насос работает в нормальном режиме. Второй насос находится в резерве и автоматически включается в работу в том случае, если первый не справляется с нагрузкой либо вышел из строя. Какой из насосов в данный момент работает в рабочем режиме, а какой — резервный, определяет переключатель режима откачки ПО:- первое положение переключателя – в рабочем режиме насос 1;- второе положение – в рабочем режиме насос 2.Схема управления КНС позволяет организовать автоматическое управление насосной станцией, без участия дежурного персонала,электродвигателями насосов, имеющих постоянно открытые выходные заглушки. Для определения уровня воды в емкости в схеме используется четырехуровневый электронный датчик уровня ДУ. Его контактами Э1, Э2, Э3, Э4 подаются команды управления на запуск и отключения двигателей насосов.Для выбора режима автоматического управления необходимопереключательSBустановить в положение автоматического управления, контакты SB1 и SB2 замкнуты и шунтируют цепь самоудержания.Рассмотрим работу схемы в автоматическом режиме, при рабочем насосе 1 с двигателем М1. Переключатель ПО в 1 положении. Контакты 1, 3 переключателя отсечки замкнуты, но реле РУ1, РУ2 не срабатывают, так как их цепь разомкнута контактами Э2, Э3 датчика ДУ. Если уровень жидкости повышается до уровня датчика Э2, цепь катушки реле РУ1 замыкается. Реле срабатывает. Замыкается его контакт РУ1, которым подается напряжение к катушке магнитного пускателя. Магнитный пускатель своими контактами КМ1.1 подает питание к электродвигателю насоса М1. Запускается насос Н1 и начинает откачку.В нормальном режиме уровень воды в емкости снижается, цепь контакта Э2 разрывается, однако двигатель продолжает работать. Он отключится только тогда, когда уровень воды упадет ниже контакта Э1. Это сделано для того, чтобы избежать частых циклов включения-выключения двигателя насоса при небольшом колебании уровня жидкости возле уровня контакта Э2.Если производительности насоса Н1 не хватает или он вышел из строя, уровень жидкости будет подниматься и замкнет контакты датчика Э3, который подаст питание в цепь катушки реле РУ2. В результате будет подано напряжение на магнитный пускатель ПМ2, контакты которого обеспечат запуск электродвигателя М2 резервного агрегата. Резервный насос отключится при снижении уровня ниже контакта Э1.Если уровень жидкости по какой-либо причине достигнет уровня максимально допустимого уровня, замкнется контакт Э4. Это вызовет срабатывание аварийного реле РА, которое оповестит индикацией обаварийном режиме. Контроль напряжения в схеме осуществляется с помощью реле KV. Цепи сигнализации питаются от шины питания 220В. Лампа НL сигнализирует о наличии напряжения в цепях управления насосами. При необходимости, можно перевести насосы на ручное управление и управлять процессами включения и отключения вручную.В режиме ручного управления схема КНС работает следующим образом:1)переключателем SB выбирается ручной режим;2) для запуска насосного агрегата нужно замкнуть кнопку включения SBC1 – для включения 1 насоса или SBC2 – для включения 2 насоса и подать напряжение на магнитные пускатели КМ1 или КМ2;3) магнитные пускатели включается и через контакты KM1.2или КМ2.2 становится на самоудержание;4) силовые контакты пускателя подают напряжение на электродвигатель, насосный агрегат начинает работать;5)отключение насоса осуществляется кнопками SBT1 или SBT2.Таким образом, в ручном режиме контроль над работой оборудования КНС осуществляется оператором.2.5 Выбор и обоснование комплекса технических средств КНСВ состав технических средств системы автоматизации КНС входят следующие комплектующие:- шкаф управления;- пусковая и управляющаяаппаратура;- поплавковые датчики уровня;- исполнительные устройства (насосы).При выборе приборов и средств автоматизации учитывалисьследующие факторы:- вид используемой энергии (электрическая сеть напряжением 380В, частотой 50Гц);- характеристики оборудования;- область применения и опыт использования;- завод-изготовитель (отзывы покупателей);- доступность на рынке истоимость приборов.Все выбранные приборы и средства автоматизации указаны в спецификации (см. таблицу 2).Таблица 2 – спецификация оборудования КНС.№п/пНаименование и технические характеристикиТип, марка, обозначение документа, опросного листаКод оборудования, изделия, материалЗавод - изготовительЕдиница измеренияКол-во1Комплект поплавковых выключателейLS002A 10м x 462500015Grundfosкмп.12шкаф управления КНС с электроаппаратурой SchneiderElectric, для помещенийАльма-И-01-2-0400-0И-01-2-0400-0ООО Альма-инжинирингкмп.13погружной насос производительность до 6,6м3/ч, напор до 25м, потребляемая мощность 1,1кВтDOMO GRI 11 SG UK 220-240 50107679001Lowaraшт.2В комплектацию схемы автоматизации КНС входит следующее оборудование и приборы:1) комплект поплавковых выключателей Grundfos LS002A 10м x 4, стоимостью 42,5 тыс. руб.2) шкаф управления КНС Альма-И-01-2-0400-0 с электроаппаратурой SchneiderElectric, исполнение шкафа - для помещений, стоимостью 55,7 тыс. руб.3) погружной насос Lowara DOMO GRI 11 SG UK 220-240 50, производительностью до 6,6м3/ч, напором до 25м, потребляемой мощностью 1,1кВт, стоимостью 52,4 тыс. руб. каждый.Таким образом, общая стоимость оборудования системы автоматизации КНС составила 203 тыс. руб.3. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности обслуживающего персоналаК выполнению работ надопускаются: - работники не моложе 18 лет; - прошедшие предварительный  медицинский осмотр (при поступлении на работу) - с целью определения соответствия состояния здоровья работника поручаемой ему работы;- прошедшие периодические медицинские осмотры (в процессе трудовой деятельности) - с целью наблюдения за состоянием здоровья работника и своевременного выявления ранних признаков воздействия вредных производственных факторов на состояние здоровья работников;- прошедшие вводный инструктаж; - прошедшие первичный инструктаж на рабочем месте и стажировку в течение 2-14 смен под руководством лица, назначенного приказом по предприятию или распоряжением по подразделению; - прошедшие обучение безопасным приемам и методам выполнения работ, оказанию  первой помощи при несчастных случаях.Во время работы на персонал по обслуживанию оборудованияКНС могут воздействовать следующие опасные и вредные факторы производственной среды: - повышенное значение давления в системе насосного оборудования, воздействие которого может произойти на тело человека; - повышенная и пониженная температура от оборудования;- работа в замкнутом, непроветриваемом помещении.Возможные опасные и вредные факторы, воздействие которых следует избегать:- поражение электрическим током;- травмирование при неосторожном или неумелом обращении со слесарно-монтажным инструментом, а также использовании инструмента, несоответствующего требованиям охраны труда;- падение с высоты;- попадание инородных тел в глаза.Для защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов, персонал по ремонту и обслуживанию оборудованияКНС должен быть обеспечен спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты, согласно типовых норм для основной профессии[4]. Слесарный инструмент должен использоваться по прямому назначению исоответствовать требованиям охраны труда.Необходимо пользоваться защитными очками, если существует опасность попадания инородного тела в глаза.При недостаточном освещении применять переносной фонарь.Помещение, в котором производятся работы по обслуживанию оборудования КНС, в соответствии с санитарными и другими нормами безопасности должно быть укомплектовано: - системами освещения (естественного или искусственного, общего или комбинированного - по необходимости); - системой вентиляции, кондиционирования и отопления; - устройствами защиты от поражения электрическим током (защитным заземлением, занулением), защитным отключением; - устройствами обеспечения нормального аэроионного режима средствами автоматического пожаротушения и связи в больших помещениях и (или) первичными средствами пожаротушения, согласно норм[5];- обеспыливателями и устройствами, обеспечивающими содержание в воздухе патогенной микрофлоры не выше нормы.Обо всех замечаниях и нарушениях, обнаруженных в процессе работы,необходимо сообщать руководителю работ для принятия мер по их устранению.ЗаключениеИспользование передовых технологий в современных системах канализации и водоотведения становиться особенно актуально в наши дни. Для этого создаются автоматизированные системы контроля и управления, каждая из которых имеет свои «плюсы» и «минусы», а также определенные особенности в применении.Современные автоматизированные системыКНС – это специфические целостные решения технических и аппаратных средств, предназначенных для автоматизации управления полным циклом работы КНС. Такие средства автоматизации без участия человека контролируют и управляютоборудованием КНС в заданном диапазоне.Оценка полноты решений в данной работе определяется возможностью применения материалов данной курсовой в любой из существующих и проектируемых вновь систем КНС.Оценка научно-технического уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной областиопределяется наличием в ней необходимых и полноценных решений, которые отражают наиболее полный объем современных достижений в данной области из доступных информативных источников на сегодняшний день. Данная работа раскрывает лишь общее представление о существующих вариантах и схемных решениях современных систем автоматизации КНС. Тем не менее, для формирования общего представления об автоматизации таких систем, данная работа наполнена всей необходимой информацией и, на фундаментальном уровне,подсказывает куда необходимо двигаться дальше при необходимости разработки и применения системы КНС, а также подчеркивает необходимость и важность применения таких систем в определенных условиях.Таким образом, считаю что цель курсовой работы достигнута. Графическая часть приложена к данной работе на двух листах форматов А3 и А4.Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов КНС – канализационная насосная станция;АВР - автоматическое включение резерва;АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим процессом;ТЗ – техническое задание.Список использованных источниковГОСТ 34.003-90 «Автоматизированные системы. Термины и определения» от 01.01.1992г.СНиП 2.04.02-84 «Насосные станции».СБЦП 81-2001-22 «Справочник базовых цен на проектные работы в строительстве. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП)».Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ №997н от 09.12.2014г.Федеральный закон №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30.12.2009г.